Исследовательская работа: "Химическая лаборатория в нашем доме". Научно исследовательская работа по химии Исследование по химии для школьников

Исследовательская работа

ТЕМА: Моющие средства для посуды и их свойства. Влияние моющих средств на коррозию металлов.

Введение стр. 2-3

Глава 1. Общие сведения о средствах для мытья посуды стр. 4-5

1.1 Средства для мытья посуды стр. 4

1.2 Состав средств для мытья посуды стр. 4-5

Глава 2. Диагностика моющих средств для посуды стр. 6-8

2.1.Диагностика использования средств для мытья посуды стр.6

2.2. Состав, свойства и особенности применения моющих средств стр. 7

2.3. Физико – химические свойства средств для мытья посуды. стр. 7-8

2.4. Влияние растворов моющих средств для посуды на стр.8

протекание процессов коррозии железных предметов.

Заключение стр. 9

Список литературы стр. 10

Приложение стр. 10

Введение

Двадцать первый век – время, когда информация стала тем фундаментом, на котором держатся все сферы человеческой жизни. Поэтому каждый человек должен быть уверен в том, что информация, которой владеет он – достоверная и не принесет ему и окружающим духовного или физического ущерба. Потоки информации доносятся до нас отовсюду, но основной источник – это СМИ. И зачастую даже образованный и умудренный жизненным опытом человек не может определить, пытаются ли нас обмануть, использовав рекламные уловки или только немного преувеличивают достоинства товаров, предлагаемых услуг. Реклама стала неотъемлемой частью нашей жизни. Иногда она действительно помогает сориентироваться в многообразии товаров и услуг, а иногда обещает просто «чудеса». Благодаря активной рекламной политике производителей, сегодня почти в каждой семье для мытья посуды используют специальные средства. Так, учеными подсчитано, что российская семья из 4-х человек ежегодно моет около 5 тонн грязной посуды! Первые МС появились более 5000 лет назад на Ближнем Востоке. Но их роль в нашей жизни не изменилась до сих пор. МС в настоящее время употребляют для удаления различных видов загрязнений: пятна на одежде, ржавчина, грязная посуда и т.д.

По своему составу средства для мытья посуды близки к шампуням, гелям для душа. То есть к средствам гигиены. А к ним предъявляют особые требования по безопасности. Все это хорошо, однако, средства для мытья посуды числятся как средства бытовой химии. Это значит, что на них гигиенический сертификат, гарантирующий безопасность, не нужен. Требования что к средству для чистки унитазов, что для посуды - одни и те же. Производители могут подвергнуть свою продукцию испытанию на безопасность, но добровольно. Химики признают: этот сертификат гарантирует только то, что в момент использования вы не отравитесь, не испортите кожу рук. А вот что с течением времени происходит в организме, в который постоянно попадают остатки моющего средства,- таких исследований не проводили.

В условиях постоянного увеличения количества новых химических веществ, поступающих в обращение, актуальной проблемой является их изучение в целях получения информации о потенциальной опасности веществ и разработки профилактических мероприятий, предусматривающих предотвращение неблагоприятного воздействия на организм человека и окружающую среду. Среди комплекса факторов окружающей среды, подлежащих гигиеническому контролю, большого внимания заслуживают товары бытовой химии (ТБХ) в связи с их массовым производством и использованием, разнообразием компонентов, входящих в состав рецептур, а также с возможным прямым воздействием на организм человека. Как известно, после использования все химикаты попадают в окружающую среду и пагубно на нее влияют, но мы об этом не задумываемся. Поэтому мы решили посвятить нашу работу именно бытовой химии и, изучив состав МС для посуды, определить, насколько безопасно их использование.

Мы считаем, что наша работа очень актуальна на сегодняшний день. Мы не можем обойтись без МС, но и их использование зачастую вредит нашему миру. Чтобы понять, как бороться с вредом, наносимым нам МС мы, прежде всего, должны узнать о них больше, чем сообщается в рекламе. Мы решили провести исследование в нашей школе, чтобы выявить средства, пользующиеся наибольшим спросом, и проанализировать, чем обоснован выбор участников нашего исследования. Говорить да или нет МС дело каждого человека, но если соблюдать определенные правила, то риск для здоровья будет минимальным.

Практическая значимость работы состоит в том, что полученную информацию по результатам исследовательской работы можно использовать для просвещения населения поселка о вреде определенных моющих средств, об отрицательном влиянии СМС на здоровье человека, на усиление коррозии металлов, из которых изготавливается сантехника.

Цель работы: исследовать физико-химические свойства моющих средств, исследовать влияние моющих средств на коррозию металлов, из которых изготавливается сантехника.

Задачи :

1. Изучить литературу по данному вопросу;

2. Выявить наиболее часто используемые в домашних условиях марки моющих средств для посуды;

3. Изучить состав, данные моющих средств для посуды, используя их этикетки.

4. Исследовать физико- химические свойства моющих средств;

5. Рассмотреть влияние моющих средств на металлические предметы (гвоздь).

Объект исследования : жидкие средства для мытья посуды .

Предмет исследования : свойства и безопасность применения моющих средств для посуды, коррозия металлов.

Гипотеза: если владеть полной информацией о составе и свойствах моющих средств, то можно сохранить здоровье человека, предотвратить повреждение сантехники, изготовленной из железа.

В соответствии с задачами исследования были использованы методы систематизации теоретического материала, исследовательские методы и методы наблюдения, обобщение накопленного материала.

Глава 1. Общие сведения о средствах для мытья посуды

1.1 Средства для мытья посуды и их свойства

Специальные посудомоющие средства впервые появились в 1950-х годах. Средства для ручного мытья посуды выпускаются в виде жидкости или геля. Гелеобразные средства считаются более эффективными по сравнению с жидкими.

Основными свойствами средства является его моющая способность. Большой плюс средства - его способность эффективно справляться с масляными и жировыми загрязнениями в холодной воде, это достигается благодаря подбору оптимальной композиции ПАВ.

Ещё одним важным свойством средства для ручного мытья посуды является его мягкое воздействие на кожу рук. Стоит отметить, что заявления производителей о том, что уровень pH их продукции равен 5,5, ни в коем случае не может гарантировать, отсутствия раздражения, особенно у людей склонных к аллергии. Поэтому во время мытья посуды коже требуется защита. Средство должно содержать умягчающие компоненты и не стоит забывать о том, что руки можно уберечь от вредного воздействия средства с помощью обыкновенных резиновых перчаток.

Многое о средстве для мытья посуды может сказать его состав.

1.2 Состав средств для мытья посуды

Основу моющего средства составляют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Именно они и определяют его моющую способность.

ПАВы подразделяются на два типа: ионные и неионогенные (неионные).

Принципиальное отличие заключается в том, что неионогенные ПАВы не подвержены электролитической диссоциации, т.е. они не распадаются в воде на положительно и отрицательно заряженные ионы; ионные ПАВы при взаимодействии с водой распадаются на ионы, одни из которых обладают адсорбционной (поверхностной) активностью, другие (противоионы) – адсорбционно неактивны.

Ионные ПАВы называются анионными, если поверхностно-активные ионы несут отрицательный заряд, и катионными, если поверхностно-активны положительно заряженные ионы. Некоторые ПАВы в зависимости от условий, в которых они применяются, проявляют свойства или анионных, или катионных, поэтому их называют амфотерными или амфолитными. Анионные ПАВы – органические кислоты и их соли. Катионные – основания, обычно амины, и их соли. В мировом производстве поверхностно-активных веществ большая часть анионные вещества.

Синтетические моющие средства обязательно содержат ряд вспомогательных веществ, улучшающий их моющую способность. В состав моющих композиций иногда включают щелочные соли слабых неорганических кислот (карбонат и бикарбонат натрия, силикаты натрия, фосфаты различного состава), нейтральные соли (хлорид натрия), соли перекисных кислот, обладающие отбеливающими и дезинфицирующими свойствами (перборат и перкарбонаты натрия). Именно эти химические вещества и вступают в химические реакции с металлами, из которых изготавливают сантехнику, под действием этих веществ и происходит коррозия металлов. Коррозия приводит ежегодно к миллиардным убыткам, и разрешение этой проблемы является важной задачей. Основной ущерб, причиняемый коррозией, заключается не в потере металла как такового, а в огромной стоимости изделий, разрушаемых коррозией. Вот почему ежегодные потери от неё в промышленно развитых странах столь велики.

Важную роль играют органические компоненты ПАВов: карбоксиметилцеллюлоза, предотвращающая повторное отложение загрязнений из моющего раствора на отмытую поверхность, и так называемые гидротропы, увеличивающие растворимость и ускоряющие растворение ПАВов в воде.

Некоторые моющие средства содержат ферменты, обеспечивающие удаление нерастворимых белковых загрязнений, органические бактерициды, стабилизаторы пены.

Во многие моющие средства добавляют ароматические вещества (отдушки), призванные устранить неприятные запахи и придать вымытой поверхности свежий аромат. Правда, запах яблока, лимона или, например, лесных ягод не означает наличие в данном средстве экстрактов выше названных плодов.

Также в состав средств для мытья посуды могут входить вещества, смягчающие негативное воздействие на кожу рук. Самые распространенные добавки – глицерин, силикон и растительные экстракты. Глицерин и силикон обладают похожим действием, они создают на коже защитную плёнку, препятствующую её высыханию. Одновременно поверхностная плёнка, создаваемая силиконом, способна защитить от проникновения вредных для кожи веществ, содержащихся в моющем средстве.

Растительные экстракты смягчают кожу, обладают успокаивающим действием, снимают раздражение, которое может быть вызвано отдельными компонентами ПАВов (таким действием обладает, например, молочко «алоэ-вера»). Но даже при всех несомненных достоинствах этих добавок невозможно гарантировать вашей коже полную безопасность.

Глава 2. Диагностика моющих средств для посуды

1. Диагностика использования средств для мытья посуды.

Для того, чтобы выяснить какие из средств являются наиболее используемыми мы опросили учащихся, учителей и работников школы. В опросе приняли участие 50 человек.

Данные опроса показывают, что наиболее популярным средством является «Fairy ». Его используют 19 человек из числа опрошенных, что составляет 38%. Далее по убыванию популярности идут: «АОС» - 11 человек, 22%; «Миф» - 7 человек, 14%; « SORTI » - 7 человек, 14%; «Капля » - 6 человек, 12%.

2.2. Состав, свойства и особенности применения моющих средств.

Для исследования состава, свойств, особенностей применения моющих средств для посуды изучались этикетки средств, указанных при анкетировании пользователей. Как правило, инструкций по мытью посуды никто не читает, но это не освобождает производителя от необходимости нанесения этой информации на этикетку.

Данные исследования приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Состав, свойства и особенности применения моющих средств.

Fairy

АОС

МИФ

SORTI

Капля

Объем/мл

Цена/руб.

Срок годности

18 мес.

18 мес.

18мес.

18 мес.

24 мес.

Состав

5-15% анионные и неионогенные ПАВ, отдушка, консервант, цитронеплол, лимонен и линалоол.

5-15% анионные и неионогенные ПАВ, соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, ароматизирующие добавки, консерванты

анионные и неионогенные ПАВ, хлорид натрия, лимонная кислота, консервант, парфюмерная композиция, лимонная кислота

Вода, анионные и неионогенныеПАВ, соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, ароматизирующие добавки, консерванты,

Вода, ПАВ,

хлорид натрия, лимонная кислота, консервант, парфюмерная композиция, лимонная кислота,

нанести небольшое количество средства на влажную губку

Несколько капель средства капнуть на влажную губку

Несколько капель средства капнуть на влажную губку

Небольшое количество средства нанести на влажную губку

6. Меры предосторожности

При попадании в глаза промыть водой

Беречь от детей

Предохранять от солнечных лучей. Хранить вдали от отопительных приборов. Беречь от детей. При попадании в глаза промыть водой.

Беречь от детей, избегать попадания в глаза.

Данные таблицы позволяют сделать следующие выводы:

При равном объеме моющего средства цена средств не одинакова.

К более дорогим средствам можно отнести «Fairy », «АОС», более дешевыми средствами являются «Миф», « SORTI » и «Капля ».

Срок годности всех средств почти одинаковый.

Основным компонентом МС являются ПАВ.

кроме ПАВ в составе моющих средств имеются красители, консерванты, парфюмерная композиция, но не указана маркировка этих веществ, что не позволяет сделать вывод о их безопасности для человека.

На упаковках не указано точное количество средства, необходимого для использования. Лишь написано «нанесите небольшое количество на губку или на посуду» или «капнуть несколько капель…».

Практически все средства, кроме « Fairy » содержат предупреждение: «Беречь от детей» и описывают действия при попадании средства в глаза.

Большое внимание уделяется на этикетке МС рекламным данным: производители указывают, что все средства эффективно удаляют жир не только в горячей, но и в холодной воде, легко смываются водой, не оставляя разводов. На этикетке средства « Fairy » указано, что соответствует стандарту РФ по смываемости с посуды.

2.3. Физико – химические свойства средств для мытья посуды.

Опыт 1: Исследование рН раствора.

Одним из требований к использованию моющих средств для посуды является то, что они должны обладать нейтральным или слабокислым значением pH раствора (pH =5,5-7).

Мы для определения pH раствора взяли 0,1% раствор каждого средства, исследовали при помощи прибора для определения рН растворов. Результаты опыта приведены в таблице 2. Вывод: Все средства рН- нейтральны.

Таблица 2:

Химические свойства средств для мытья посуды.

Показатель

Fairy

AOC

Миф

SORTI

Капля

1. рН раствора

7,68

7,7

7,7

6,0

6,0

Содержание

фосфатов

-

-

-

-

-

Опыт 2 : Содержание фосфатов в средствах для мытья посуды .

Наличие фосфатных добавок в моющих средствах приводит к значительному усилению токсических свойств ПАВов. Они проникают в микрососуды кожи, всасываются в кровь и распространяются по организму. Это приводит к изменению физико-химических свойств самой крови и нарушению иммунитета.

0,1% раствор каждого средства испытывали нитратом серебра. В пробирках не было желтого или белого осадков. Желтый осадок показывает на присутствие в пробах фосфат-ионов (Ag 3 PO 4), белый осадок показывает присутствие в пробах хлорид-иона (AgCl ). Результаты опыта приведены в таблице 2.

Вывод: Фосфатные добавки в моющих средствах не обнаружены.

2.4. Влияние растворов моющих средств для посуды на протекание процессов

коррозии железных предметов.

При утилизации, использованные растворы моющих средств для посуды непосредственно соприкасаются с металлическими трубами канализации, а при мытье с металлической посудой.

Для исследования приготовили 0,1% раствор каждого моющего средства и в каждый опустили железный гвоздь длиной 80 мм. Эксперимент проводился при комнатной температуре. В качестве контрольного образца использовалась водопроводная вода. Опыт проводился с трехкратным повторением.

В первый день появилась ржавчина на гвоздях в следующих средствах: «АО S », «капля SORTI ». На второй день появился налет ржавчины в пробирке с водопроводной водой и на гвозде, опущенном в « Fairy » . В средстве «МИФ» ржавчина в пробирке появилась на третий день, при этом гвоздь оставался чистым. В последующие дни налет ржавчины на гвоздях увеличивался, причем быстрее всего в средствах: « Fairy », «АО S », «капля SORTI ». На дне пробирок откладывалась ржавчина - бурый осадок. К концу наблюдения высота осадка была разной в пробирках: «АО S » - 10мм, « Fairy »-7мм, «капля SORTI »- 9мм, «МИФ»- 4мм, «Капля»-9 мм, вода- 3мм.

Вывод: все исследуемые растворы моющих средств для посуды способствуют усилению коррозии железных предметов, а значит негативно действуют на трубы канализации и металлическую посуду.

Заключительная часть

Выводы:

Наибольшей популярностью среди населения пользуются средства: «Fairy »,

«AOS ».

Этикетки моющих средств содержит большой объем рекламных обещаний,

но не полную информацию о составе и маркировке инградиентов, о способе применения.

Все средства хорошо растворимы в воде.

4. Все средства рН-нейтральны.

5. Средства не содержат вредные фосфатные добавки.

6. Все исследуемые растворы моющих средств для посуды способствуют усилению коррозии железных предметов, а значит негативно действуют на трубы канализации и металлическую посуду.

Мы хотим посоветовать вам, более ответственно относится к выбору моющих средств и не позволять рекламам обманывать себя. Не забывайте о том, что на этой планете будут жить наши дети и внуки, и мы должны заботиться об их будущем и здоровье. Так же не стоит забывать о том, что от использования некоторых моющих средств страдает наша окружающая среда. Также мы хотим посоветовать вам, осторожнее обращаться с моющими средствами и не забывать о том, что в их состав входят компоненты, которые могут вызвать сыпь, химические ожоги, раздражения и аллергию. Всегда читайте меры предосторожности, написанные на обороте упаковки, и храните моющие средства подальше от детей.

Мы отдаем себе отчет в том, что потребление моющих средств людьми невозможно остановить, и даже сократить. Более того, с увеличением численности населения нашей планеты неизбежно возрастает количество и разнообразие моющих средств, которые пагубно влияют не только на человека, но и на окружающую среду.

Мы надеемся, что в ходе прогресса будут изобретены более безопасные моющие средства, которые будут иметь возможность полностью растворяться в воде, не образуя вредных химических соединений. Полученная информация во время проведения исследовательской работы может быть использована при преподавании школьного курса химии, биологии, экологии, на классных часах, при беседах с учениками и родителями, на факультативных занятиях по химии и экологии.

Литература:

1. Амбрамзон А.А. и др. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ, свойства,

применение. Л., 1988.

2.Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. Учебно- методическое пособие /Под ред. Т.Я. Ашихминой. – М.: Агар, 2000.

3.Богданов И.И. Беседы об экологии: Учеб. пособие. – Омск, 1995.

4. Шпаусус З. Путешествие в мир химии. М.: «Просвещение», 1967.

Шварц А., Пери Д. Поверхностно-активные вещества: их химия и технические применения. М., 1953.

Харлампович Г.Д. и др. Многоликая химия. – М.: «Просвещение», 2004

Приложения

Наблюдение:4.11.15

Наблюдение:10.11.15

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Эликманарская СОШ»

«Токсичная красота»

Проектно - исследовательская работа по химии

Выполнила: Ревякина Карина,

ученица 10 класса

Руководитель: Такашева Наталия

Николаевна, учитель химии

Элекмонар

2014 год

Введение.

Глава 1. Теоретическая часть

1.1. Что такое косметика

1.3. История развития косметики.

Глава 2. Практическая часть.

2.1. Состав косметических средств и влияние их на организм

человека

2.2 Результаты опроса

3.1. Выводы

Приложения

Список литературы

Химик требуется не такой,

который только из одного чтения книг понял сию науку,

но который собственным искусством в ней прилежно упражнялся.

М.В.Ломоносов.

Введение .

Актуальность

Вся женская половина человечества, начиная с самых маленьких, всегда интересовалась вопросом «Как я выгляжу?» и «Что сделать, чтобы стать красивее?». Стремясь к красоте, не вредим ли мы своему здоровью? Мои сверстницы, как впрочем, и я сама, пользуемся косметикой как для ухода за кожей, волосами, так и декоративной. Из выпуска новостей я узнала о косметическом скандале, разгоревшемся в Японии. Тысячи женщин испортили себе кожу из-за того, что использовали продукцию компании «Канебо». Выяснилось, что в состав кремов входят компоненты, после которых на коже остаются белые пятна. У многих они навсегда. Поэтому выбор темы «Токсичная красота» мне кажется актуальным.

Цель: Выяснить, могут ли косметические средства нанести вред здоровью человека.

Задачи:

Провести опрос среди учителей и учащихся нашей школы.

Обработать данные опроса.

Изучить состав наиболее часто используемых косметических средств.

Выступить с докладом на школьном этапе НОУ.

Гипотеза: предполагается, что некоторые косметические средства могут оказывать отрицательное влияние на здоровье человека и если владеть полной информацией о составе и свойствах некоторых косметических средств, то можно избежать проблем со здоровьем.

Предмет исследования : влияние косметических средств на здоровье человека.

Объект исследования: некоторые косметические средства

Методы : наблюдение, сравнение, анализ, графический метод, сбор информации из энциклопедической и художественной литературы,

использование Интернет- ресурсов.

Практическая значимость: полученную информацию по результатам исследовательской работы можно использовать на факультативных занятиях и элективных курсах по химии.

Глава 1. Теоретическая часть

1.1. Что такое косметика

Косметика ( κοςμητική - «имеющий силу приводить в порядок» или «обладающий опытом декорирования») - учение о средствах и методах улучшения внешности человека. Косметикой также называют средства и способы ухода за , и , применяемые с целью улучшения внешности человека, а также вещества, применяемые для придания свежести и красоты и .

1.2. Виды косметических средств

Существует множество различных классификаций косметики. По одной из них косметические продукты делят на уходовые и декоративные .

Уходовая косметика поддерживает здоровье кожи, волос и других участков тела. Этот вид, в свою очередь, можно разделить на несколько категорий. Очищение - первая ступень любой программы ухода. К этой группе относится мыло, пенки, гели, шампуни, лосьоны для очищения. Все эти средства липофильны, то есть содержат специальные компоненты, которые соединяются с кожным жиром, пылью, загрязнениями. Таким образом, смывая средство, мы очищаем кожу и волосы.

Следующий класс уходовых средств - продукты питания и увлажнения, кремы, бальзамы, гели, ополаскиватели. Их общая задача состоит в том, чтобы восстановить природный баланс кожи после очищения. В зависимости от типа кожи и волос и их особенных потребностей этот вид косметики может содержать дополнительные ухаживающие компоненты. Их задачей может быть матирование, успокаивание, разглаживание, смягчение, придание гладкости или объема волосам, даже похудение, если речь идет об антицеллюлитном креме. В отличие от средств очищения, эти продукты мы наносим на длительный период времени, дожидаясь полного впитывания.

Следующая группа косметических средств призвана заботиться о дополнительном уходе и оказывать интенсивное воздействие на кожу и волосы. К ней относятся очищающие и увлажняющие маски, пилинги, гоммажи, скрабы. Эта вид косметики дает глубокое очищение, которого не достичь обычными очищающими средствами или интенсивно восстанавливает кожу благодаря повышенному содержанию активных компонентов. Такую косметику мы наносим на несколько минут или часов, если это натуральные масляные маски для волос.

Декоративная косметика, в отличие от уходовой, способна моментально изменить Ваш внешний вид. Главный компонент здесь - насыщенный цветовой пигмент различного происхождения, который окрашивает губы, кожу, ресницы. Кроме этого, качественная декоративная косметика должна, как минимум, не приносить вреда, то есть не иметь опасных ингредиентов, а как максимум, содержать в составе уходовые защитные компоненты.

1.3. История развития косметики

Я задумалась, когда же впервые человечество обратило внимание на свою внешность. Оказалось, что очень давно.

Древний Египет - колыбель косметики. Уже за 5000 лет до нашего времени там пудрили лица, накладывали тени на веки, употребляли благовония, красили ногти и волосы. В Древней Греции использовали различные природные средства, усиливающие красоту, красивое лицо и фигура очень ценились. Знаменитый древнегреческий врач Гиппократ в своих трудах описал ряд средств, помогавших женщинам становиться еще красивее.

Настоящего расцвета искусство красоты достигло в Древнем Риме. Овидий и Гораций - знаменитые поэты того времени в своих произведениях писали о косметических рецептах и ухищрениях, к которым прибегали римлянки для усиления и поддержания своей красоты. Для маскировки возрастных изменений широко использовались косметика и специальный грим: пудры, румяна, крема.

В Древней Руси простые русские женщины тоже хотели быть красивыми. Для румян и помады использовали сок малины, вишни, натирали щеки свеклой. Глаза и брови чернили сажей. Для придания коже белизны брали пшеничную муку или мел.

В XIV веке католическая церковь запретила косметические средства: папская булла провозгласила, что красящиеся женщины искажают образ Девы Марии.

В викторианской Англии косметику не признавали вообще, считая ее атрибутом падших женщин. Доброе имя косметики было восстановлено только в XIX веке, когда популярность приобрели естественные краски на основе натуральных средств.

История создания косметики изобилует красивыми легендами и удивительными фактами. Из всего великолепия я выбрала десятку более распространенных средств декоративной косметики.

Парфюмерия . Первая в мире парфюмерная фабрика открылась в 1608 году на территории мужского монастыря Санта Мария Новелла во Флоренции, однако первые духи появились намного раньше, еще в Александрии (автором духов стал алхимик Тапутти). С тех пор создание духов претерпело множество изменений, появились ароматы, созданные синтетическим путем, появились сухие духи и ароматные лосьоны для тела.

Косметический крем. Первой, кто стал использовать , была царица Клеопатра. Первый косметический крем на основе оливкового масла был изобретен в Средние века на территории Средиземноморья, а жители Океании, когда-то, добавляли в крем касторовое масло, корень имбиря, и даже металлическую пыль. Первой компанией, предложившей клиентам крем для загара, была компания Lancaster (лидер среди европейских производителей солнцезащитной косметики).

Лак для ногтей. Этот вид косметического средства был изобретен китайскими алхимиками для цариц из династии Мин еще в 30 веке до нашей эры. В состав первого лака для ногтей вошел жир и кровь диких животных. Первом, кто применил несмываемую и водонепроницаемую формулу в создании лака для ногтей был Чарльз Ревcон, основатель компании Revlon.

Тени для век. Что только не использовали модницы в древности, чтобы придать своим глазам выразительный взгляд. Вот и первые тени для век были обнаружены археологами на территории Египта. Делали такие тени из сурьмы и карри, а упаковывали в маленькие серебряные шкатулки (археологи датируют свою находку первым веком до нашей эры, когда в Древнем Египте полным ходом шло развитие декоративных косметических средств). Первым, кто создал тени для век на основе хны, был Макс Фактор.

Тушь для ресниц . Первая тушь для ресниц появилась в 19 веке. Ее создателем стал знаменитый составитель «Энциклопедии парфюмерии» Юджин Риммель. Кстати, до сих пор в некоторых языках слово «rimmel» означает «тушь». Родителем современной туши для ресниц принято считать английского химика Терри Л.Уильямса, который в 1913 году подарил своей сестре Мэйбл уникальное средство для увеличения длинны и объема ресниц. Эксперимент молодого химика имел огромный успех, и уже в 1915 году он открывает собственную косметическую компанию Maybelline, признанной лучшей компанией среди производителей туши для ресниц.

Карандаш для глаз (подводка для глаз). Если верить археологическим раскопкам, карандашом для подводки глаз пользовался еще Тутанхамон. Кстати, именно из Египта пришла к нам мода на яркие и выразительные глаза, эффектность которым придавал черный карандаш для глаз, основным компонентом которого была сурьма. Белый карандаш для глаз впервые появился в 19 веке в Испании, а мода на цветные карандаши и подводки для глаз вошла в обиход в 20 веке (изобретателем разноцветных карандашей для подводки глаз был все тот же Макс Фактор).

Тональный крем . Крем, отдаленно напоминающий тональный, был найден археологами при раскопках на территории современного Египта. Принято считать, что именно там появился первый тональный крем, созданный из козьего молока, мела и свинцовых белил. А вот отцом современного принято считать Максимилиана Факторовича (он же Макс Фактор, основатель косметической компании Max Factor), который в 1936 году представил публике свое гениальное изобретение.

Румяна . В эпоху Регентства румяна были популярны как у женщин, так и у мужчин. Король Георг IV не позволял себе появиться в свете без «макияжа». Он был большой любитель мушек и губной помады, яркой одежды и ювелирных украшений. Он же приучил свое окружение наносить на щеки яркие румяна, что в те времена являлось отличительным знаком высшего общества. В 19 веке, напротив, нанесение румян было проявлением низкой морали, и хорошеньким девушкам приходилось щипать себя за щеки, чтобы придать им румяный вид.

Губная помада . Античный медик Клавдий Гален, вошел в историю не только как превосходный специалист своего времени, но и как ярый противник губной помады. Все дело в том, что первая губная помада состояла из опасных красящихся компонентов, которые становились причиной смерти древнегреческих модниц. Похожая история произошла и в 18 веке во Франции, когда жертвами губной помады стали сотни парижанок. Все они отравились хинином, повышенная доза которого содержалась в красителе. В это же время в Париже появляется бальзам для губ на основе эфирного масла розы – первого бальзама для губ в истории косметики.

Пудра для лица . Пудрой для лица жительницам Древнего Китая служил мел. В отличие от крема для лица на основе белой речной извести, мел не вызывал раздражения на коже, имел легкую структуру и легко наносился. Измельченный мел хранился в специальной шкатулке из сандала, что придавало ему приятный аромат. Наносили такую «пудру» при помощи кисти из меха белки, а позднее начали использовать овечью шерсть. Кстати, пудра для лица с добавлением мела и сейчас пользуется на востоке большой популярностью.

Глава 2. Практическая часть

2.1. Состав косметических средств и влияние их на организм человека

В ХХ веке произошел расцвет парфюмерной промышленности. Встречая противоречивую информацию в Интернете, печатных изданиях о пользе или вреде косметики, мне стало интересно детальнее изучить данную проблему. А что же сегодня? Для ответа на этот вопрос я изучила, из чего состоят косметические средства.

Состав косметики - главный критерий при выборе косметических средств. Ведь именно он может рассказать о том, насколько безопасными и эффективными являются косметические

На первый взгляд изучить состав косметических средств кажется и вовсе невозможным: длинные непонятные химические термины – в них способен разобраться только большой любитель науки или профессионал. Но это только на первый взгляд. На самом деле все не так уж и сложно.

Любое косметическое средство на 80-90% состоит из основы, 10-15% составляют активные компоненты и 3-5% консерванты и отдушки.

Как узнать, что используется в качестве основы в каждой конкретной баночке?Посмотрите на состав косметического средства, который указан на этикетке. Все вещества, которые указаны в составе, располагаются в порядке уменьшение (т.е. первое вещество в списке содержится в самом большом количестве).

Зачастую одними из первых в этом списке содержатся такие вещества, как пропиленгликоль, лауретсульфат натрия, бетаин и другие.

Доля пропиленгликоля в составе некоторой косметики достигает 20 %. Он, создает на поверхности кожи воздухонепроницаемую пленку, которая закупоривает поры, не дает коже дышать и нередко вызывает аллергические реакции, крапивницу, экземы.

Лауретсульфат натрия всасывается в кожу и попадает в кровь, вызывая раздражение глаз, шелушение кожи, аллергические реакции. В концентрации свыше 2% может оказывать токсическое действие на весь организм.

Синтетический бетаин вызывает сильное раздражение кожи лица.

Изопропиловый спирт (изопропанол) может сильно сушить кожу, вызывать раздражение и оказывать токсическое действие на организм в целом.

Диэтаноламид – химикат, обладающий мощным канцерогенным действием.

(1,4-диоксан) – вещество, вызывающее раковые заболевания.

Консерванты парабены могут проникать через барьер кожи и накапливаться в различных органах и тканях организма, вызывая мутации и сбои в гормональной системе.

Только самые наивные люди способны поверить, что в крем с ароматом персика добавили персик. В наш век «ароматизаторов, идентичных натуральным» такая вера – непозволительная роскошь. То же можно сказать и о красителях. Искусственные отдушки и красители способны вызывать аллергические реакции. Например, анилиновые красители, соли тяжелых металлов в декоративной косметике – самые аллергенные составляющие.

Девушки используют в повседневной жизни декоративную косметику. Я рассмотрела влияние наиболее часто используемых средств на организм человека.

Тушь для ресниц довольно часто является причиной аллергических реакций. Если полностью не смыть тушь вечером, то ресницы перестают получать необходимые питательные вещества из внешней среды, что приводит к их ломкости и тусклому виду.

Пудра и тональный крем помогают скрыть недостатки кожи. Подросткам не стоит использовать тональный крем, в котором содержится вазелин, потому что он закупоривает поры, пудра может вызвать образование угрей и воспаление кожи.

Бронзовым призером оказался лак для ногтей. В нем должны присутствовать пластификаторы: камфора, дибутилфталат и другие. Благодаря им лаковое покрытие остается эластичным после высыхания и сохраняет прочность. Но, внимание, камфора является сильным аллергеном, а дибутилфталат запрещен в Евросоюзе как потенциально опасное вещество.

Четвертое место занимает губная помада. Сверкающие и светящиеся помады могут содержать вещества, выделяющие при солнечном свете так называемый атомарный кислород - сильнейший окислитель, резко ускоряющий старение кожи. Карминный краситель, используемый в помадах, довольно часто вызывает сильные аллергические реакции. Даже вазелин, с давних пор использующийся для смягчения кожи, и считающийся безопасным средством, тоже может вызывать аллергию, а при регулярном использовании пересушивает кожу губ. Кроме того, входящие в состав губной помады твердые парафины могут вызвать кариес.

1. Результаты опроса

Для того, чтобы выяснить, пользуются ли девушки декоративной косметикой, какой и с какого возраста, я провела опрос в МОУ «Эликманарская СОШ». Ответы на вопросы анкеты (Приложение 1) позволили мне увидеть общую картину использования косметики в нашей школе. В опросе принимали участие 40 человек - учащиеся и учителя нашей школы.

Данные показывают, что 93% опрошенных пользуются декоративной косметикой, причем 47% с 13-17 лет и 33% с 10-13 лет. Видно, что уже с подросткового возраста, девушки начинают активно пользоваться косметикой. В сочетании с проблемами подростковой кожи такое обильное использование косметики ведет к образованию на коже акне - различных видов прыщей и угрей. А около 30% опрошенных вообще ложатся спать с макияжем, даже и не подозревая о том, как пагубно влияют на их организм некоторые компоненты косметических средств.

Плохое влияние косметики приходилось наблюдать 45% опрошенных. Но, не смотря на это, незаменимыми атрибутами в женских сумках являются

тушь, помада, пудра, тональный крем.

Данные опроса представлены на диаграммах в Приложении 2.

Глава 3. Заключительная часть

3.1. Выводы

По результатам своей работы и опроса я сделала следующие выводы:

Большинство подростков пользуются декоративной косметикой.

Начало использования косметических средств приходится на период с 12 до 15 лет.

Выдвинутая гипотеза подтвердилась: некоторые компоненты косметических средств отрицательно влияют на здоровье человека

и если владеть полной информацией о составе и свойствах некоторых косметических средств, то можно избежать проблем со здоровьем.

Прежде чем использовать косметическое средство, нужно изучить его состав.

В декоративной косметике есть и плюсы, и минусы. Плюсы заключаются в улучшении своего внешнего вида, подчеркивании выигрышных сторон внешности. Минусы - всевозможные аллергические реакции, воспаления, в некоторых случаях использование косметики приводит к серьезным заболеваниям.

1. Не использовать декоративные косметические средства в раннем подростковом возрасте.

2. Использовать минимум декоративной косметики.

3. Перед использованием изучать состав косметических средств.

4. Рассматривать влияние составляющих компонентов на организм человека.

Изучив весь собранный материал, я нашла несколько интересных и полезных советов.

Яйца и мед - эффективное средство от прыщей для юной кожи. Взбить одно яйцо, добавить ложку меда. Маска готова. Эта маска подлечит сыпь и улучшит цвет лица, полна витаминов и микроэлементов.

Очень эффективное средство от прыщей и угрей - это эфирное масло чайного дерева. Использовать масло чайного дерева очень просто - необходимо дважды в день с помощью ватной палочки наносить масло точечно на воспаления и не смывать.

Приложение 1

Вопросы анкеты

1) Пользуетесь ли вы косметикой?

А)Да Б)Нет

2) Если да, то с какого возраста?

А)10-13 лет Б)13-17 В)17 и старше Г)я не пользуюсь

косметикой

3) Вы ложитесь спать с макияжем?

А)Постоянно Б) Редко, но бывает В) Никогда!

4) Вам приходилось наблюдать, что косметика плохо влияет на вашу кожу?

А)Да Б)Нет

5) Знаете ли вы людей, которые вообще не пользуются косметикой?

А) Да, таких много Б) Нет, не знаю В) Такие что бывают?

6) Разрешаетели вы своей маленькой дочери пользоваться косметикой?

А)Да Б)Нет

7) Что из косметики есть обязательно в вашей сумке?

Что из косметики есть обязательно в вашей сумке?

Тушь, помада, тональный крем, карандаш, пудра.

Завершив работу, я могу смело сказать, что поставленная мною цель достигнута, с задачами справилась в полном объёме.

Список литературы

Вилкова С.А. Товароведение и экспертиза парфюмерно-косметических товаров. Учебник для вузов М. Издательский Дом Деловая литература, 2000

Малая энциклопедия народной мудрости. «Косметика для всех, современные косметические средства, техника макияжа»

Л.Хотченкова «Косметика для всех»

Д.Н. Андреева «Косметологический справочник»

В данном разделе вы можете подобрать интересные темы проектов по химии . Руководителю стоит обратить внимание на уровень сложности той или иной темы и её сопоставление с уровнем знаний ученика. Исследовательский процесс подразумевает консультации учителя и подбор им литературы.

Рекомендуем внимательно выбирать интересные темы исследовательских работ по химии учащимся 7, 8, 9, 10 и 11 класса и определять подходящую для себя тему по сложности, интересу и собственным увлечениям.

Также, вы можете подобрать актуальную тему проекта по химии менее сложного уровня, расширить или обобщить ее в дальнейшем.

Представленные школьникам темы исследовательских работ по химии носят актуальный характер и подразумевают проведение исследований и изучения новой более углубленной информации по предмету. В дальнейшем, полученные знания можно применить на уроках химии, а также брать за основу в последующих исследованиях. По ссылкам вы можете найти темы исследований по предмету химия для учеников старшей школы.

Данные темы исследовательских проектов по химии будут интересны ученикам 7, 8, 9, 10 и 11 класса, увлекающимся химией, проведением различных интересных опытов и экспериментов, которые желают узнать и понять, найти ответы на интересующие их вопросы в процессе увлекательных исследований.

Приведенные ниже темы отсортированы по алфавиту, они являются примерными и базовыми для использования в исследовательской деятельности обучающихся по предмету химия.

Темы исследовательских работ по химии

Примерные темы исследовательских проектов по химии:

Автомагистраль, снег, почва, растения.
Автомобиль как источник химического загрязнения атмосферы.
Автомобильное топливо и его применение.
Агрономия. Эффект минеральных удобрений.
Азот в пище, воде и организме человека.
Азот и его соединения
Азот как биогенный элемент.
Акварельные краски. Их состав и изготовление.
Аквариум как химико-биологический объект исследования.
Активированный уголь. Явление адсорбции.
Актиноиды: взгляд из прошлого в будущее.
Алмаз - аллотропная модификация углерода.
Алмазы. Искусственный и естественный рост.
Алхимия: мифы и реальность.
Алюминий - металл XX века.
Алюминий и его сварка.
Алюминий на кухне: опасный враг или верный помощник?
Алюминий. Сплавы алюминия.
Анализ качества родниковой воды.
Анализ лекарственных препаратов.
Анализ прохладительных напитков.
Анализ содержания аскорбиновой кислоты в некоторых сортах смородины.
Анализ чипсов.
Аномалии воды.
Антибиотики.
Антисептики.
Антропогенное влияние сточных вод на воды родника.
Аромат здоровья.
Ароматерапия как способ профилактики простудных заболеваний.
Ароматерапия.
Ароматизаторы на основе сложных эфиров.
Ароматические масла - бесценный дар природы.
Ароматические эфирные масла и их использование.
Ароматы, запахи, флюиды.
Аскорбиновая кислота: свойства, физиологическое действие, содержание и динамика накопления в растениях.
Аспирин - друг или враг?
Аспирин - польза или вред.
Аспирин как консервант.
Аспирин: за и против.
Аэрозоли и их применение в медицинской практике.
Белки - основа жизни.
Белки и их значение в питании человека.
Белки и их питательная ценность.
Белки как природные биополимеры.
Бензапирен - химико-экологическая проблема современности.
Биогенная классификация химических элементов.
Биологически активные вещества. Витамины.
Биологически активные добавки: профанация или польза?
Биороль витаминов.
Благородные газы.
Бумага и ее свойства.
Бутерброд с йодом, или Вся правда о соли.
Была бы жизнь на Земле без существования железа?
Бытовые фильтры для очистки водопроводной воды и способ их регенерации.
В мире кислот.
В мире коррозии металлов.
В мире полимеров.
В удивительном мире кристаллов.
В чём вкус хлеба?
Важнейший показатель экологического состояния почвы - рН.
Великая тайна воды.
Великий ученый М.В. Ломоносов.
Великобритания в жизни и деятельности Д.И. Менделеева.

Темы проектов по химии (продолжение)

Примерные темы исследовательских работ по химии:

Виды химической связи.
Витамин С и его значение.
Витамины в жизни человека.
Витамины и витаминная недостаточность.
Витамины и здоровье человека.
Витамины как основа жизнедеятельности живых организмов.
Вклад Д.И. Менделеева в развитие агрохимии, его значение для современного сельского хозяйства.
Вклад Д.И. Менделеева в развитие нефтяной промышленности.
Вклад М.В. Ломоносова в развитие химии как науки.
Влияние автомобильного транспорта на степень загрязнения воздуха.
Влияние металлов на женский организм.
Вода – вещество номер один.
Вода - вещество привычное и необычное.
Вода - основа жизни.
Вода удивительная и удивляющая.
Вода: смерть или жизнь? Исследование качества воды в водоемах и водопроводе.
Водород в промышленности, получение и формы сбыта.
Водородный показатель в нашей жизни.
Воздух - природная смесь газов.
Воздух, которым мы дышим.
Воздух-невидимка.
Все тайны янтаря.
Выделение винной кислоты из исследуемого сорта винограда.
Выращивание в домашних условиях монокристаллов из насыщенного раствора солей и квасцов.
Выращивание кристалла в домашних условиях.
Выращивание кристаллов в домашней лаборатории.
Выращивание кристаллов при различных внешних условиях.
Газированная вода - вред или польза.
Газированные напитки – яд малыми дозами.
Газированные напитки в жизни подростка.
Газированные напитки: польза или вред?
Газировка. Вкусно! Полезно?
Глютамат натрия - причина пищевой наркомании.
Горный хрусталь - символ скромности и чистоты помыслов.
Да здравствует мыло душистое!
Декоративная косметика и ее влияние на кожу.
Грани яркой натуры. Д.И. Менделеев.
Детское питание.
Диетический заменитель сахара аспартам - токсичное вещество.
Для чего нужен йод?
Добавки, красители и консерванты в пищевых продуктах.
Домашняя аптечка.
Дюжина пряностей глазами химика.
Есть, или не есть - вот в чем вопрос!?
Жевательная резинка. Миф и реальность.
Жевательная резинка: польза или вред?
Железо - элемент цивилизации и жизни.
Железо и его соединения.
Железо и здоровье человека.
Железо и окружающая среда.
Жесткость воды: актуальные аспекты.
Живопись и химия.
Жидкие средства для мытья посуды.
Жизненная ценность мёда.
Жизнь без глютена.
Жиры: вред и польза.
Защитные свойства зубных паст.
Знаки на пищевых упаковках.

Знаменитые напитки. Плюсы и минусы напитков «Пепси» и «Кока-Кола», «Спрайт» и «Фанта».
Зубные пасты
Из жизни полиэтиленового пакета.
Из чего состоит одежда. Волокна.
Изучаем силикаты.
Изучение свойств шампуней.
Изучение секретов приготовления клея.
Изучение состава и свойств минеральной воды.
Изучение состава мороженого.
Изучение способности и динамики накопления тяжелых металлов лекарственными растениями (на примере одного вида лекарственных растений).
Изучение характеристик мороженого как продукта питания.
Индексы пищевых добавок.
Индикаторы в быту.
Индикаторы вокруг нас.
Индикаторы. Применение индикаторов. Природные индикаторы.
Инертные газы.
Искусственные жиры - угроза здоровью.
Использование дафний для определения пороговых значений ионов тяжелых металлов.
Использование дрожжей в пищевой промышленности.
Исследование pH-растворов некоторых сортов мыла, шампуней и стиральных порошков.
Исследование влияния жевательной резинки на организм человека.
Исследование жесткости воды и способов ее снижения.
Исследование качества воды в городе и пригороде.
Исследование свойств аспирина и изучение его влияния на организм человека.
Исследование свойств серной кислоты.
Исследование уровня коррозии памятников города.
Исследование физико-химических свойств молока разных производителей, имеющих экологический сертификат.
Исследование физико-химических свойств натуральных соков разных производителей.
Исследование химического состава воды для определения эффективности применения фильтра «Барьер-4».
Исследование химического состава местных глин.
История возникновения шоколада.
Йод в продуктах питания и влияние его на организм человека.
Йод в продуктах питания и его влияние на организм человека.
Как определить качество мёда.
Какое мороженое вкуснее?
Кальций и его соединения в организме человека.
Катализ и катализаторы.
Каша - здоровье наше.
Кварц и его применение.
Кислотность рН-среды и здоровье человека.
Кислотные дожди.
Кислотный дождь и его влияние на экологию.
Кислоты и щёлочи в быту.
Клюква - северный лимон?
Колбаса - это вкусно и полезно?!
Количественное определение ртути в энергосберегающих лампочках.
Коррозия металлов и способы ее предупреждения.
Кофе в нашей жизни.
Кофеин и его влияние на здоровье людей.
Красители и продукты питания.
Кремний и его свойства.
Кумыс - национальный напиток казахов.
Кумыс и его целебные свойства
Лекарства и яды в древности.
Лекарственные растения.
Лекарство или яд?
Майонез - знакомый незнакомец!
Менделеев и Нобелевская премия.

Металлы – элементы жизни.
Металлы в жизни человека.
Металлы в искусстве.
Металлы в космосе.
Металлы в организме человека.
Металлы древности.
Металлы и сплавы, их свойства и применение в радиоэлектронной аппаратуре.
Металлы на теле человека.
Металлы периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.
Металлы-биогены.
Микроэлементы в организме
Микроэлементы: зло или благо?
Минеральные вещества.
Мир воды. Тайны водопроводной, секреты минеральной.
Мир пластмасс.
Мир стекла.
Молоко: за и против.
Молочные продукты.
Мы живем в мире полимеров.
Мыло: вчера, сегодня, завтра.
Мыло: друг или враг?
Мыло: история и свойства.
Мыльная история.
Наличие в продуктах питания йода и его биологическая роль.
Напиток «Кока-кола»: новые вопросы старой проблемы.
Нефть и нефтепродукты.
Обнаружение содержания воды в бензине.
Определение в шоколаде жиров, углеводов и белков.
Определение ионов свинца в травянистой растительности парков города.
Определение йода в йодированной поваренной соли.
Определение количества витамина С в лимоне.
Определение примесей в водопроводной воде.
Определение физико-химических показателей молока.
Органические яды и противоядия.
Осторожно - пиво!
Пектин и его влияние на организм человека.
Перекись водорода.
Периодическая система Д.И. Менделеева как основа научного мировоззрения.
Пищевые добавки дольше сохраняют свежесть хлеба.
Поваренная соль - всего лишь приправа?
Поваренная соль - кристаллы жизни или белая смерть?
Поваренная соль – минерал необычайной важности.
Почему гибнут каштаны в промышленном районе города.
Почему овощи и фрукты кислые?
Применение хлорофилла в синтезе акриламидных гидрогелей.
Проблема йодного дефицита.
Проблема утилизации. Переработка отходов.
Пряности глазами химика.
Психоактивные вещества в повседневной жизни человека.
Растворимое смертное (яды).
Рецепты красоты.
Роль слюны в формировании и поддержании кариесрезистентности зубной эмали.
Сахар и сахарозаменители: за и против.
Сборник стихотворений «Химия и жизнь».
Секреты белозубой улыбки.
Сера и ее соединения.
Синтетические высокомолекулярные соединения (ВМС).
Синтетические моющие средства для стиральных автоматических машин.
Синтетические моющие средства и их свойства.
Сода: знакомая и незнакомая.
Содержание нитратов в питьевых и столово-минеральных водах.
Сок как источник аскорбиновой кислоты.

Состав воздуха и его загрязненность.
Состав и свойства зубных паст.
Состав и свойства растительных масел.
Состав моющих средств.
Состав чая.
Состояние атмосферных осадков на пришкольном участке и за чертой города.
Средства для мытья посуды.
Стиральные порошки: обзор и сравнительная характеристика.
Стоит ли есть пуд соли?
Тихая сила ядов.
Удивительные "серебряные" реакции.
Фосфор, его свойства и аллотропные изменения.
Химический анализ водопроводной воды в моей школе на определение органолептических показателей, содержания хлорид-ионов и ионов железа.
Химический анализ воды в речке.
Химия – союзник медицины.
Химия красок.
Химия кремния и его соединений.
Химия марганца и его соединений.
Химия меди и ее соединений.
Хлорирование воды: прогнозы и факты.
Чего боится белок?
Чернобыль. Это не должно повториться.
Чипсы: вред или польза?
Чипсы: лакомство или яд?
Чипсы: польза или вред?
Что мы знаем о шампуне?
Что нужно знать о пищевых добавках.
Что полезнее - чай или кофе?
"Что скрывается за буквой "Е"?
Что содержится в чашке чая?
Что такое кислотные дожди и как они образуются?
Что такое нефть и как она появилась на Земле?
Что такое сахар и откуда он берется.
Что у нас в солонке и в сахарнице?
Чугун и его сварка.
Чудеса из стекла.
Шелк натуральный и искусственный.
Шоколад - пища богов.
Шоколад: вред или польза?
Шоколад: лакомство или лекарство?
Экологическая безопасность в быту.
Экологические проблемы космического пространства.
Экспертиза качества мёда и способы его фальсификации.
Экспертиза органолептических свойств пшеничного хлеба.
Элемент номер один.
Энергетические напитки - напитки нового поколения.
Энергосберегающие лампы и экологический кризис.
Эти вкусные опасные чипсы.
Я - на диете!
Янтарь - волшебные слезы дерева.

Разные материалы в помощь школьному учителю химии

• Веселые задачи на уроках химии
• Урок. Важнейшие химические понятия
• Инновационная модель работы РМО химии и биологии «Повышение профессиональной компетентности учителя химии и биологии в условиях обновления содержания образования»
• Аттестация: Портфолио учителя химии
• Брошюра. Русская лексика в химической терминологии
• Специфика монолога-выступления на научно-практической конференции
• Отчет о проделанной работе по химии, биологии и экологии
• Образовательная программа химико-экологического кружка
• Мастер класс: «Организация исследовательской деятельности учащихся»
• Использование активных форм обучения для развития познавательных компетенций школьника в условиях внедрения ФГОС основного общего образования

Исследовательские работы по химии

• Исследовательская работа «Влияние энергетических напитков на организм человека»
• Исследовательская работа «Исследование содержания йода в организме учащихся и продуктах питания, потребляемых ими»
• Исследование «Определение ликопина в томатопродуктах»
• Исследовательская работа «Поваренная соль и ее свойства»
• Исследовательская работа «pH косметических средств»
• Исследовательская работа «Великий и ужасный бисфенол-А»
• Исследовательская работа «Исследование физико-химического состава воды на месте падения метеорита «Стерлитамак»»

Презентации по химии

• Презентация по химии: Опыт с цветами
• Презентация: Урок белой магии
• Презентация: Горение магния в углекислом газе
• Презентация по химии: Номенклатура алканов
• Презентация: Теория химического строения А.М. Бутлерова
• Для чего нужна химия
• Презентация: Влияние энергетических напитков на организм человека
• Презентация по химии «Изомерия и ее виды»
• Презентация: «Технология проблемно-диалогического обучения»
• Самопрезентация «Позвольте познакомиться» будет интересна тем учителям химии, которые будут участвовать в конкурсе «Учитель года»
• Презентация: «Требование к современному уроку в условиях внедрения ФГОС»
• Презентация по химии «Увлекательные опыты»
• Презентация по химии «Советы руководителю исследовательской работы»

Рабочие программы по химии

• Рабочая программа. Химия. 9 класс.
• Рабочая программа. Химия. 11 класс. Профильный уровень.
• Рабочая программа. Химия. 10 класс. Базовый уровень.
• Рабочая программа. Химия. Вводный курс. 7 класс.
• Диагностическая работа по химии, 11 класс.
• Диагностическая работа по химии, 8 класс.

Мокроусовская средняя общеобразовательная школа №1.

Научно - исследовательская работа по химии:

Шанаурова Татьяна,

ученицы 10 класса

Научный руководитель: Кокорина

Татьяна Сергеевна

учитель химии МСОШ№1.

с. Мокроусово, 2010 год

Содержание
1.Введение………………………………………………………3стр.
2.Цели и задачи…………………………………………….….4стр.
3.Классификация……………………………………………….4-6стр.
4.Свойства и строение…………………………………………7-10стр.
5.Получение……………………………………………………11-14стр.
6.Наши исследования…………………………………………14-19стр.
7.Применение………………………………………………….19-26стр.
8.Пластмассы…………………………………………………….27-33стр.
9. Заключение……………………………………………………34-35стр.
10.Приложение №1………………………………………………36-
11.Приложение №2………………………………………………
12.Приложение№3…………………………………………………
13.Список литературы…………………………………………..

Введение

Мы выбрали темой исследовательской работы такие химические вещества как полимеры. Актуальность данной тематики обусловлена тем, что полимеры широко используются в науке, технике и других областях, современная жизнь без них немыслима. Ни одна отрасль промышленности не обходится без пластмасс(прил.№ 1,рис.1), химических волокон(прил.№1,рис.2), каучуков и резине на их основе. Трудно представить современный автомобиль, из которого убраны все детали , изготовленные из полимеров. Такой автомобиль представляет металлический не окрашенный каркас, в котором половина оборудования отсутствует, нет шин, аккумулятора, такой автомобиль, конечно же, не поедет. Повседневная жизнь немыслима без изделий из полимеров от полиэтиленовой пленки до посуды, а также жевательная резинка, белки молока, рыбы, мяса и такой углевод, как крахмал. А если возьмем производство лекарств, медицинского оборудования, то тут уж точно не обойтись без полимеров. Решив стать медицинскими работниками, мы поняли, что тема про полимерные материалы для нас весьма актуальна и необходима.

Термин “полимерия” был введен в науку И. Я. Берцелиусом(прил.№1,рис.3) в 1833 для обозначения особого вида изомерии, при которой вещества (полимеры), имеющие одинаковый состав, обладают различной молекулярной массой, например этилен и бутилен, кислород и озон. Такое содержание термина не соответствовало современным представлениям о полимерах. “Истинные” синтетические полимеры к тому времени еще не были известны.
Ряд полимеров был, по-видимому, получен еще в первой половине 19 века. Однако химики тогда обычно пытались подавить полимеризацию и поликонденсацию, которые вели к “осмолению” продуктов основной химической реакции, т.е., собственно, к образованию полимеров (до сих пор полимеры часто называют “смолами”). Первые упоминания о синтетических полимерах относятся к 1838 (поливинилиденхлорид) и 1839 (полистирол).
Химия полимеров возникла только в связи с созданием А.М.Бутлеровым (прил.№1,рис.4)теории химического строения. А.М.Бутлеров изучал связь между строением и относительной устойчивостью молекул, проявляющейся в реакциях полимеризации. Дальнейшее свое развитие наука о полимерах получила главным образом благодаря интенсивным поискам способов синтеза каучука, в которых участвовали крупнейшие учёные многих стран (Г. Бушарда, У. Тилден, немецкий учёный К. Гарриес, И.Л.Кондаков, С.В.Лебедев и другие). В 30-х годов было доказано существование свободнорадикального и ионного механизмов полимеризации. Большую роль в развитии представлений о поликонденсации сыграли работы У. Карозерса.
Цель исследования:

По различным источникам изучить свойства химических веществ полимеров и выяснить важнейшие соединения применяемые в природе, жизни, медицине и технике.

Задачи:

1. Изучить применение полимеров в медицине, различных видах техники, строительстве.

2. Провести экспериментальное исследование полимеров, широко применяемых в быту, технике и медицине, а также самостоятельно получить некоторые полимеры.

3. Сделать выводы, приготовить презентационные материалы и выступить на Дне науки в школе.

Общая характеристика и классификация.

Полимером называется органическое вещество, длинные молеку­лы которого построены из одинаковых многократно повторяющихся звеньев мономеров.

Размер молекулы полимера определяется степенью полимери­зации n, т.е. числом звеньев в цепи. Если n=10...20, вещества представляют собой легкие масла. С возрастанием п увеличива­ется вязкость, вещество становится воскообразным, наконец, при n=1000 образуется твердый полимер. Степень полимеризации неограниченна: она может быть 10 4 , и тогда длина молекул достига­ет микрометров. Молекулярная масса полимера равна произве­дению молекулярной массы мономера и степени полимеризации. Обычно она находится в пределах 10 3 ... 3*10 5 . Столь большая длина молекул препятствует их правильной упаковке, и структура полимеров варьирует от аморф­ной до частично кристаллической. Доля кристалличности в зна­чительной мере определяется геометрией цепей. Чем ближе укла­дываются цепи, тем более кристалличным полимер становится. Конечно, кристалличность даже в лучшем случае оказывается несовершенной.

Аморфные полимеры плавятся в диапазоне температур, зави­сящем не только от их природы, но и от длины цепей; кристалли­ческие имеют точку плавления.

По происхождению полимеры делятся на три группы.

Природные образуются в результате жизнедеятельности рас­тений и животных и содержатся в древесине, шерсти, коже. Это протеин, целлюлоза(прил.№1,рис.5), крахмал, шеллак, лигнин, латекс.

Обычно природные полимеры подвергаются операциям выде­ления очистки, модификации, при которых структура основных цепей остается неизменной. Продуктом такой переработки явля­ются искусственные полимеры. Примерами являются натураль­ный каучук, изготовляемый из латекса, целлулоид, представляю­щий собой нитроцеллюлозу, пластифицированную камфарой для повышения эластичности.

Природные и искусственные полимеры сыграли большую роль в современной технике, а в некоторых областях остаются неза­менимыми и до сих пор, например в целлюлозно-бумажной про­мышленности. Однако резкий рост производства и потребления органических материалов произошел за счет синтетических поли­меров - материалов, полученных синтезом из низкомолекуляр­ных веществ и не имеющих аналогов в природе. Развитие хими­ческой технологии высокомолекулярных веществ-неотъемлемая и существенная часть современной НТР. Без полимеров уже не может обойтись ни одна отрасль техники, тем более новой. По химической структуре полимеры делятся на линейные, разветв­ленные, сетчатые и пространственные. Молекулы линейных поли­меров химически инертны по отношению друг к другу и связаны между собой лишь силами Ван-дер-Ваальса. При нагревании вязкость таких полимеров уменьшается и они способны обратимо переходить сначала в высокоэластическое, а затем и в вязкотекучее состояния (рис. 1). Поскольку единственным следствием нагрева является изменение пластичности, линейные полимеры называют термопластичными. Не следует думать, что термин «ли­нейные» обозначает прямолинейные, наоборот, для них более ха­рактерна зубчатая или спиральная конфигурация, что придает таким полимерам механическую прочность.

Термопластичные полимеры можно не только плавить, но и растворять, так как связи Ван-дер-Ваальса легко рвутся под дей­ствием реагентов.

Разветвленные (привитые) полимеры более прочны, чем ли­нейные. Контролируемое разветвление цепей служит одним из основных промышленных методов модификации свойств термопластичных полимеров.

Сетчатая структура характерна тем, что цепи связаны друг с другом, а это сильно ограничивает движение и приводит к изме­нению как механических, так и химических свойств. Обычная ре­зина мягка, но при вулканизации серой образуются ковалентные связи типа S-0, и прочность растет. Полимер может приобрести сетчатую структуру и спонтанно, например, под действием света и кислорода произойдет старение с потерей эластичности и рабо­тоспособности. Наконец, если молекулы полимера содержат реакционноспособные группы, то при нагревании они соединяются множеством поперечных прочных связей, полимер оказывается сшитым, т. е. приобретает пространственную структуру. Таким образом, нагрев вызывает реакции, резко и необратимо изменяю­щие свойства материала, который приобретает прочность и вы­сокую вязкость, становится нерастворимым и неплавким. Вслед­ствие большой реакционной способности молекул, проявляющей­ся при повышении температуры, такие полимеры называют термореактивными. Нетрудно представить, что их молекулы активны не только по отношению друг к другу, но и к поверхностям ино­родных тел. Поэтому термореактивные полимеры, в отличие от термопластичных, обладают высокой адгезионной способностью даже при низких температурах, что позволяет использовать их в качестве защитных покрытий, клеев и связующего в композици­онных материалах.

Термопластичные полимеры получают по реакции полимери­зации, протекающей по схеме пМ-->М п (рис.2), где М - мо­лекула мономера, М п - макромолекула, состоящая из мономер­ных звеньев, п- степень полимеризации.

При цепной полимеризации молекулярная масса нарастает почти мгновенно, промежуточные продукты неустойчивы, реакция чувствительна к присутствию примесей и требует, как правило, высоких давлений. Неудивительно, что такой процесс в естествен­ных условиях невозможен, и все природные полимеры образова­лись иным путем. Современная химия создала новый инстру­мент - реакцию полимеризации, а благодаря ему большой класс термопластичных полимеров. Реакция полимеризации реализует­ся лишь в сложной аппаратуре специализированных производств, и термопластичные полимеры потребитель получает в готовом виде.

Реакционноспособные молекулы термореактивных полимеров могут образоваться более простым и естественным путем- посте­пенно от мономера к димеру, потом к тримеру, тетрамеру и т. д. Такое объединение мономеров, их «конденсацию», называют ре­акцией поликонденсации; она не требует ни высокой чистоты, ни давлений, но сопровождается изменением химического состава, а часто и выделением побочных продуктов (обычно водяного пара) (рис. 2). Именно эта реакция реализуется в природе; она мо­жет быть легко осуществлена за счет лишь небольшого нагрева в самых простых условиях, вплоть до домашних. Такая высокая технологичность термореактивных полимеров предоставляет ши­рокие возможности изготовлять различные изделия на нехимиче­ских предприятиях, в том числе на радиозаводах.

Независимо от вида и состава исходных веществ и способов получения материалы на основе полимеров можно классифици­ровать следующим образом: пластмассы, волокниты, слоистые пластики, пленки(прил.№1,рис.6), покрытия, клеи(прил.№1,рис.7).

Свойства полимеров.

Механические свойства .

Одна из основных особенностей полиме­ров состоит в том, что отдельные отрезки цепей (сегменты) могут перемещаться путем поворота вокруг связи и изменения угла (рис.3). Такое смещение, в отличие от растяжения связей при упругой деформации истинно твердых тел, не требует большой энергии и происходит при невысокой температуре. Эти виды внутреннего движения - смена конформаций, несвойственные другим твердым телам, придают полимерам сходство с жидкостя­ми. В то же время большая длина искривленных и спиралеоб­разных молекул, их ветвление и взаимная сшивка затрудняют смещение, вследствие чего полимер приобретает свойства твер­дого тела.

Для некоторых полимеров в виде концентрированных раство­ров и расплавов характерно образование под действием поля (гравитационного, электростатического, магнитного) кристалличе­ской структуры с параллельной упорядоченностью макромолекул в пределах небольшого объема-домена. Эти полимеры - так называемые жидкие кристаллы- находят широкое применение при изготовлении светоиндикаторов(прил.№1, рис.8)..

Полимерам наряду с обычной упругой деформацией свойст­вен ее оригинальный вид - высокоэластическая деформация, ко­торая становится преобладающей при повышении температуры. Переход из высокоэластического состояния в стеклообразное, ха­рактеризующееся лишь упругой деформацией, называется стеклованием. Ниже температуры стеклования Тст состояние полимера твердое, стекловидное, высокоупругое, вышеэластическое. Если температура стеклования выше температуры эксплуатации, то по­лимер используется в стеклообразном состоянии, если Тст

Для прочных (конструкционных) полимеров кривая растяже­ния подобна аналогичной кривой для металлов (рис.4). Наиболее эла­стичные полимеры-эластомеры (каучуки) имеют модуль упру­гости E=10 МПа. Как видно, даже высокомодульные полимеры уступают по жесткости металлам в десятки и сотни раз. Этот не­достаток удается в значительной мере преодолеть введением в полимер волокнистых и листовых наполнителей.

Особенность полимеров состоит также в том, что их прочност­ные свойства зависят от времени, т. е. предельная деформация устанавливается не сразу после приложения нагрузки. Такая за­медленная реакция их на механические напряжения объясняется инерционностью процесса смены конформаций, что можно пред­ставить с помощью модели (рис.4). Для полимеров, находя­щихся в высокоэластическом состоянии, закон Гука в простей­шей форме неприменим, т. е. напряжение непропорционально де­формации. Поэтому обычные методы испытаний механических свойств применительно к полимерам могут давать неоднозначные результаты. По той же причине инженерных расчетных способов конструирования деталей из полимеров пока еще не существует и преобладает эмпирический подход.

Теплофизические свойства.

Диапазон температур, при которых можно эксплуатировать полимеры без ухудшения их механических свойств, ограничен. Нагревостойкость большинства полимеров, к сожалению, очень низка - лишь 320...400 К и ограничивается началом размягче­ния (деформационная стойкость). Помимо потери прочности по­вышение температуры может вызвать и химические изменения в составе полимера, которые проявляются как потеря массы. Спо­собность полимеров сохранять свой состав при нагревании коли­чественно характеризуется относительной убылью массы при на­греве до рабочей температуры. Допустимым значением убыли массы считается 0,1 - 1%. Полимеры, стойкие при 500 К, счи­таются нагревостойкими, а при 600-700 К - высоконагревостойкими. Их разработка, расширение выпуска и применения приносят большой народнохозяйственный эффект.

Химические свойства.

Химическая стойкость полимеров опреде­ляется разными способами, но чаще всего по изменению массы при выдержке образца в соответствующей среде или реагенте. Этот критерий, однако, не является универсальным и не отража­ет природу химических изменений (деструкции). Даже в стан­дартах (ГОСТ 12020-66) предусмотрены лишь качественные ее оценки по балльной системе. Так, полимеры, изменяющие за 42 суток массу на 3 - 5%, считаются устойчивыми, на 5 - 8% - относительно устойчивыми, более 8 - 10%-нестойкими. Эти пределы зависят от вида изделия и его назначения.

Для полимеров характерна высокая стойкость по отношению к неорганическим реактивам и меньшая - к органическим. В принципе все полимеры неустойчивы в средах, обладающих резко выраженными окислительными свойствами, но среди них есть и такие, химическая стойкость которых выше, чем золота и платины. Поэтому полимеры широко используются в качестве кон­тейнеров для особо чистых реактивов и воды, защиты и гермети­зации радиокомпонентов, и особенно полупроводниковых приборов(прил.№1,рис.9) и ИС.

Особенность полимеров состоит еще и в том, что они по своей природе не являются вакуумплотными. Молекулы газообразных и жидких веществ, особенно воды, могут проникать в микропусто­ты, образующиеся при движении отдельных сегментов полимера. даже если его структура бездефектна.

Полимеры выполняют роль защиты металлических поверхностей от коррозии в случаях, когда:

1. 
   толщина слоя велика
2. 
   полимер оказывает пассивирующее действие на активные (дефектные) центры металла, тем самым подавляя коррозионное действие влаги, проникающей к поверх­ности металла.

Как видно, герметизирующие возможности полимеров ограни­чены, а пассивирующее их действие неуниверсально. Поэтому по­лимерная герметизация применяется в неответственных издели­ях, эксплуатирующихся в благоприятных условиях.

Для большинства полимеров характерно старение - необра­тимое изменение структуры и свойств, приводящее к снижению их прочности. Совокупность химических процессов, приводящих под действием агрессивных сред (кислород, озон, растворы кис­лот и щелочей) к изменению строения и молекулярной массы, на­зывается химической деструкцией. Наиболее распространенный ее вид - термоокислительная деструкция-происходит под дей­ствием окислителей при повышенной температуре. При деструк­ции не все свойства деградируют в равной мере: например, при окислении кремнийорганических полимеров их диэлектрические параметры ухудшаются несущественно, так как Si окисляется до оксида, который является хорошим диэлектриком.

Электрические свойства.

Как правило, полимеры являются ди­электриками, по многим параметрам лучшими в со­временной технике. Величина удельного объемного сопротивления р v зависит не только от строения, ной от содержания ионизирован­ных примесей - анионов Сl-, F-, I-, катионов Н+, Na+ и других, которые чаще всего вводятся в смолу вместе с отвердителями, модификаторами и т.д. Их концентрация может быть высокой, если реакции отверждения не были доведены до конца. Подвиж­ность этих ионов резко увеличивается с повышением температу­ры, что приводит к падению удельного сопротивления. Наличие даже весьма малых количеств влаги также способно значительно уменьшить удельное объемное сопротивление полимеров. Это происходит потому, что растворенные в воде примеси диссоциируют на ионы, кроме того, присутствие воды способствует диссо­циации молекул самого полимера или примесей, имеющихся в нем. При повышенной влажности значительно уменьшается удельное поверхностное сопротивление некоторых полимеров, что обусловлено адсорбцией влаги.

Строение макромолекул, характер их теплового движения, на­личие примесей или специальных добавок влияют на вид, концен­трацию и подвижность носителей. Так, удельное сопротивление полиэтилена повышается в 10-1000 раз после очистки от низ­комолекулярных примесей. Сорбция 0.01-0,1% воды полисти­ролом приводит к снижению удельного сопротивления в 100-1000 раз.

Диэлектрическая проницаемость более или менее резко зави­сит от двух основных внешних факторов: температуры и частоты приложенного напряжения. В неполярных полимерах она лишь слабо уменьшается с ростом температуры вследствие теплового расширения и уменьшения числа частиц в единице объема . В по­лярных полимерах диэлектрическая проницаемость сначала рас­тет, а затем падает, причем максимум обычно приходится на тем­пературу, при которой материал размягчается, т. е. лежит вне пределов рабочих режимов.

Для полимеров, как ни для одних других диэлектриков, ха­рактерны процессы накопления поверхностных зарядов - электризация . Эти заряды возникают в результате трения, контакта с другим телом, электролитических процессов на поверхности. Ме­ханизмы электризации до конца неясны. Одним из них является возникновение при контакте двух тел так называемого двойного слоя, который состоит из слоев положительных и отрицательных зарядов, расположенных друг против друга. Возможно также об­разование на поверхности контактирующих материалов тонкой пленки воды, в которой имеются условия для диссоциации моле­кул примесей. При соприкосновении или трении разрушается пленка воды с двойным слоем и часть зарядов остается на разъ­единенных поверхностях. Электролитический механизм накопле­ния зарядов при контактировании имеет место в полимерных ма­териалах, на поверхности которых могут быть низко молекуляр­ные ионогенные вещества - остатки катализаторов, пыль, влага.

Технологические свойства.

Принадлежность полимеров к термопластичному или термореактивному видам во многом опреде­ляет и способы их переработки в изделия. Соотношение их выпу­ска примерно 3:1 в пользу термопластичных материалов, но сле­дует учитывать, что термореактивные полимеры, как правило, используются в смеси с наполнителями, доля которых может до­стигать 80%. Поэтому в готовых изделиях соотношение оказыва­ется обратным: большее их количество - реактопласты(прил.№1,рис.10).. Это объ­ясняется высокой технологичностью фенолформальдегидных, по­лиэфирных, но особенно эпоксидных смол. В производстве последних получение полимера удается приостановить на началь­ной стадии, когда молекулярная масса составляет всего 500 - 1000. Такие вещества по длине цепи средние между мономе­рами и полимерами, обладающие низкой вязкостью, называются олигомерами. Именно их появление произвело в 60-е годы пере­ворот в технологии переработки полимеров в изделия, которая раньше основывалась на применении давления.

Достоинство олигомеров(прил.№1, рис.11) - низкая вязкость - дает возможность формования изделий при минимальном усилии прессования или вообще без него, под действием собственного веса. Более того, даже в смеси с наполнителями олигомеры сохраняют текучесть, что позволяет набрасывать материал на поверхность макета, не применяя давления, получать детали крупных размеров сложной формы. Низкая вязкость олигомеров позволяет также пропитывать листы ткани, а их склеивание под прессом и отверждение лежит в основе производства слоистых пластиков-оснований печатных плат. Олигомеры как ни один полимер подходят для пропитки и наклейки компонентов, особенно когда применение давления недопустимо. Для снижения вязкости в олигомер можно вводить добавки, которые способствуют повышению пластич­ности, негорючести, биологической стойкости и т, д. Мы исследовали такие олигомеры, как текстолит, стеклотекстолит. Фенолформальдегидную смолу получили сами и из неё изготовили кусочек олигомера с наполнителями.

Применяемая для этих целей смола чаще всего является сме­сью различных веществ, которую не всегда удобно готовить на месте, на предприятии-потребителе, из-за необходимости смеси­тельного и дозирующего оборудования, пожароопасности, ток­сичности и других ограничений. Поэтому широкое распространение получили компаунды(прил.№1,рис.12) - смеси олигомеров с отвердителями и дру­гими добавками, полностью готовые к употреблению и обладаю­щие при обычной температуре достаточной жизнестойкостью. Ком­паунды - жидкие или твердые легкоплавкие материалы форми­руются в изделие, после чего при повышенной температуре про­водится отверждение и образование пространственной структуры.

Если изделия на основе термореактивных смол получают ме­тодом горячего прессования, то композиция, содержащая кроме смолы еще рубленое стекловолокно(прил.№1,рис.13) или какой-либо порошкооб­разный наполнитель и другие добавки, готовят заранее, и она поступает потребителю в виде гранул или порошка, называемых прессовочным материалом (иногда - пресс-порошком). Технологические свойства как термореактивных, так и термо­пластичных полимеров характеризуются текучестью (способно­стью к вязкому течению), усадкой (уменьшением линейных раз­меров изделий по отношению к размерам формующего инстру­мента), таблетируемостыо (пресс-порошков).

Необычные свойства смесей жидких смол с мелкодисперсными наполнителями, частицы которых имеют асимметричную форму: (тальк, слюдяная мука, аэросил-коллоидный SiO 2), проявляются в том, что в спокойном состоянии они обладают высокой вязко­стью, свойственной гелям, а при механическом воздействии (пере­мешивании или встряхивании) переходят в жидкое состояние . Смеси, обладающие этим свойством, называются тиксотропными . Тиксотропные компаунды нашли широкое применение для защи­ты радиодеталей наиболее простым методом - окунания. Вяз­кость компаунда снижают с помощью вибрации (нагрев не тре­буется). При извлечении детали из жидкой смеси с одновремен­ным встряхиванием избыток ее стекает, а оставшаяся часть ее после извлечения вновь гелирует, образуя равномерное по толщи­не покрытие, не содержащее пузырей и вздутий, так как изделие и компаунд не нагреваются. Тиксотропные свойства некоторых полимерных композиций используют также при изготовлении спе­циальных красок и клеев.

Получение.

Полимеризация и поликонденсация

Синтетические полимеры получают в результате реакций полимеризации и поликонденсации.

Полимеризация - это процесс соединения друг с другом большого числа молекул мономера за счет кратных связей (С = С, С = О и др.) или раскрытия циклов, содержащих гетероатомы (О, N, S). При полимеризации обычно не происходит образования низкомолекулярных побочных продуктов, вследствие чего полимер и мономер имеют один и тот же элементный состав:

n CH 2 =CH 2 → (-CH 2 -CH 2 -)n

Сополимеризация  вставтиь из моей презентации)
Поликонденсация - зто процесс соединения друг с другом молекул одного или нескольких мономеров, содержащих две и да более функциональные группы (ОН, СО, СОС, NHS и др.) способные к химическому взаимодействию, при котором происходит отщепление низкомолекулярных продуктов. Полимеры, получаемые поликонденсационным способом, по элементному составу не соответствуют исходным мономерам.

Полимеризация мономеров с кратными связями протекает по законам цепных реакций в результате разрыва непредельных связей. Макромолекула при цепной полимеризации образуется очень быстро и сразу же приобретает конечные размеры, т. е не возрастает при увеличении длительности процесса.

Полимеризация мономеров циклического строения происходит за счет раскрытия цикла и в ряде случаев пропекает не по цепному, а по ступенчатому механизму. Макромолекула при ступенчатой полимеризации образуется постепенно, т. е. сначала образуется димер затем тример и т.д., поэтому молекулярная масса полимера растет со временем.

Поликонденсация , процесс получения полимеров из би- или полифункциональных соединений (мономеров ), сопровождающийся выделением побочного низкомолекулярного вещества (воды, спирта, галогеноводорода и др.). Типичный пример поликонденсации - синтез сложного полиэфира:

n HOAOH + n HOOCA’COOH Û [¾OAOOCA’CO¾] n + 2n H 2 O,

где А и А"- остатки соответственно гликоля (-О-СН 2 -СН 2 -О-) и дикарбоновой кислоты (-СО-С 6 Н 4 -СО-). Процесс называется гомополиконденсацией, если в нём участвует минимально возможное для данного случая число типов мономеров. Чаще всего это число равно 2, как в приведённой выше реакции, однако может быть и единицей, например:

n H 2 NACOOH Û [¾HNACO¾] n + n H 2 O.

Если помимо мономеров, необходимых для данной реакции, в поликонденсации участвует, по крайней мере, ещё один мономер, процесс называется сополиконденсацией, поликонденсации, в которую вступают только бифункциональные соединения, приводит к образованию линейных макромолекул и называется линейной. Если в поликонденсации участвуют молекулы с тремя или большим числом функциональных групп, образуются трёхмерные структуры, а процесс называется трёхмерной поликонденсации. В тех случаях, когда степень завершённости поликонденсации и средняя длина макромолекул лимитируются равновесными концентрациями реагентов и продуктов реакции, поликонденсации называется равновесной (обратимой). Если лимитирующими являются не термодинамические, а кинетические факторы, поликонденсации называется неравновесной (необратимой).

Поликонденсации часто осложняется побочными реакциями, в которые могут вступать как исходные мономеры, так и продукты их поликонденсации (олигомеры и полимеры). К таким реакциям относятся, например, взаимодействие мономера или олигомера с монофункциональным соединением (которое может присутствовать в виде примеси), внутримолекулярная циклизация, деструкция макромолекул образовавшегося полимера. Конкуренция (по скоростям) поликонденсации и побочных реакций определяет молекулярную массу, выход и молекулярно-массовое распределение поликонденсационного полимера.

Для поликонденсации характерно исчезновение мономера на ранних стадиях процесса и резкое увеличение молекулярной массы при небольшом изменении глубины процесса в области более чем 95%-ного превращения.

Необходимое условие образования высокомолекулярных полимеров при линейной поликонденсации - эквивалентность реагирующих между собой исходных функциональных групп.

Поликонденсации осуществляют тремя различными способами: в расплаве, когда смесь исходных соединений длительно нагревают при температуре, на 10-20 °С превышающей температуру плавления (размягчения) образующегося полимера; в растворе, когда мономеры находятся в одной жидкой фазе в растворённом состоянии; на границе раздела двух несмешивающихся жидкостей, в каждой из которых растворено одно из исходных соединений (межфазная поликонденсации).

Процессы поликонденсации играют важную роль в природе и технике. Поликонденсации или подобные ей реакции лежат в основе биосинтеза наиболее важных биополимеров - белков , нуклеиновых кислот , целлюлозы и др. Поликонденсации широко используется в промышленности для получения полиэфиров (полиэтилентерефталата , поликарбонатов , алкидных смол ), полиамидов , феноло-формальдегидных смол , мочевино-формальдегидных смол , некоторых кремнийорганических полимеров и др. В 1965-70 поликонденсации приобрела большое значение в связи с организацией промышленного производства ряда новых, в том числе термостойких, полимеров (полиарилатов, ароматических полиимидов , полифениленоксидов, полисульфонов и др.).
Наши исследования

1.Проба на плавление.

Сначала выясним, плавится ли исследуемая пластмасса вообще. Для этого мы нагрели исследуемые образцы на асбестовой подставке. В зависимости оттого, что будет происходить с пластмассой, мы сможем отнести ее к термо - или реактопластам. Мы взяли 5 образцов для исследования: поливинилхлорид, политетрафторэтилен, полиэтилен, полиэтилен высокого давления, текстолит.

Из исследуемых образцов получили, что 3 образца плавятся (поливинилхлорид, полиэтилен высокого давления, полиэтилен), и поэтому они относятся к термопластам. Два других образца относятся к реактопластам, так как не плавятся.(прил.№2,рис.1)

2.Температура размягчения.

Вставили пробы пластмассы - полоски длинной 5-10 см и шириной 1 см – в железный тигель, заполненный сухим песком. Тигель постепенно нагрели маленьким пламенем горелки. В песок вставили термометр. Когда полоски согнулись, по показаниям термометра заметили температуру размягчения. Определили температуру плавления полиэтилена - 117º, пластик - 93º, полистирола - 83º, поливинилхлорида - 77º.(прил.№2,рис.2)

3.Температура текучести.

Аналогично определили и температуру текучести, т.е. тот интервал температуры, в котором пластмассы приобретают текучесть. Мы наблюдали, что фенолформальдегидная смола и на её основе пластмасса разлагаются раньше, чем достигается температура текучести. Из этого можно сделать вывод, что изделия из таких пластмасс нельзя держать около печей и нагревательных приборов. Разлагаясь, они выделяют в помещение ядовитые химические вещества (фенол, формальдегид)(прил.№2,рис.3)

4.Проба на сгорание.

Взяли тигельными щипцами образец пластмассы и поместили его ненадолго в верхнюю часть высокотемпературной зоны пламени горелки. Когда вынули пластмассу из пламени, мы посмотрели, будет ли она гореть дальше. При этом обратили внимание на цвет пламени; заметили, образуется ли копоть или дым, потрескивает ли огонь, плавится ли пластмасса с образованием капель. Хорошо горят, исследованные нами полиэтилен, полипропилен, полиметаметилакрилат с характерным потрескиванием, поливинилхлорид (копоть), не горел политетрафторэтилен. Согласно исследованиям, составлена таблица (прил№2, рис.4)

5.Исследование продуктов разложения.

В маленьких пробирках нагрели измельченные пробы различных пластмасс и обратили внимание на запах, цвет и реакцию на лакмусовую бумагу образующихся продуктов разложения. Так поливинилхлорид разлагается с выделением хлороводорода(прил.№2,рис.5)

6.Химическая стойкость.

Пробы пластмасс погрузили в разбавленные и концентрированные растворы кислот и щелочей. Для изучения набухания пластмассы – полистирола, поместили в различные жидкости: - в воде, кислотах, щелочах, метилбензоле (толуоле). Пробирки оставили на 5 дней. Чтобы жидкостей меньше испарялась, заткнули пробирки пробками. В результате полистирол растворился только в толуоле, в остальных пробирках остался неизменным. Делаем вывод, что изделия из полистирола стойки к неорганическим реактивам и нестойки к органическим растворителям. Такой же опыт провели с полиэтиленом и полипропиленом. Здесь выяснили, что они стойки в органических и неорганических веществах. Поэтому широко применяются в химической промышленности.(прил.№2, рис.6).

7. Получение нитрата целлюлозы.

В смеси 1:2 азотной и серной кислоты пронитровали вату, промыли и высушили. Мы получили, таким образом, динитрат и тринитрат целлюлозы. (прил.№2,рис.7).

8. Дальнейшая переработка динитрата целлюлозы.

Чтобы ознакомиться со свойствами полученного динитрата, тигельными щипцами внесли в пламя маленькие кусочки необработанной и пронитрованной целлюлозы. Мы увидели, что динитрат целлюлозы сгорает немного быстрее, чем исходная целлюлоза.

Малую пробу динитрата нагреем в пробирке на слабом огне. Вещество разлагается с образованием коричневых паров оксида азота(IV) NO2.

Поместили в пробирку приблизительно одну треть полученного динитрата целлюлозы и добавили смесь 2 частей эфира и 1 части спирта (денатура). Пробирку неплотно закрыли пробкой. В зависимости от количества растворители мы можем получить раствор от разбавленного до очень вязкого. Этот раствор называется коллодием.

Малое количество коллодия намажем на небольшую часть руки и дадим ему испариться. Место, на которое был нанесен раствор, сильно охлаждается (отнимается теплота испарения). Остается прозрачная пленка из коллодия может служить «жидким пластырем» для заклеивания мелких ран и ссадин. Коллодий входит также в качестве пленко-образователя в состав некоторых лаков. Наряду с ним, для этой цели используется и тринитрат целлюлозы. Быстро высыхающие цветные нитролаки и бесцветный цапон-лакшироко производятся и применяются для покрытия различных изделий из дерева, металла, пластика.

Остаток динитрата целлюлозы в химическом стакане смочили спиртом . Одновременно в другом стакане растворили в спирте немного камфоры – столько, чтобы в конечном продукте ее было 20-25% по массе. К раствору камфоры будем малыми порциями добавлять смоченный спиртом динитрат целлюлозы, тщательно перемешивая. Образующуюся кашицу наносили не слишком толстым слоем на металлическую или стеклянную пластинку и оставили ее в умеренно теплом месте, чтобы спирт испарился. На поверхности образуется шероховатый слой, похожий на покрытие фотопластинки. Это целлулоид .

Можно выровнять его поверхность - стоит только наложить сверху нагретую металлическую пластинку. Поскольку температура размягчения целлулоида составляет 70-80 °С, его форму легко можно изменять в горячей воде.
Полоску полученного целлулоида тигельными щипцами внесли в пламя. Он загорается при 240 °С и горит очень интенсивно, сильно увеличивая температуру пламени и окрашивая его в желтый цвет. Кроме того, при горении появляется запах камфоры.(прил.№2, рис8)

9.Опыты с тринитратом целлюлозы

Пока мы проводили опыты с динитратом целлюлозы, тринитрат высох на воздухе. По виду эта «вата» после нитрования не изменилась, но, если ее поджечь, то она сгорит мгновенно - в отличие от исходной ваты.
При обработке смесью спирта и эфира (1: 1), этилэтанатом (этилацетатом) тринитрат целлюлозы набухает или, иными словами, желатинируется . При нанесении полученной массы на пластинку образуется пленка, которая при поджигании быстро сгорает без остатка.

10. Изготовим пергаментную бумагу.

Плоскую фарфоровую чашку заполнили наполовину раствором серной кислоты. Для его приготовления тонкой струйкой добавим 30 мл концентрированной серной кислоты к 20 мл воду. Затем раствор нужно охладить - по возможности до 5 °С.
Пластмассовым пинцетом - поместим шесть пронумерованных карандашом проб фильтровальной бумаги (полоски шириной 1 см) на 5, 10, 15, 20, 25 и 30 секунд в кислоту. После этого быстро перенесли пробы в большой стакан с водой, к которой добавлено немного нашатырного спирта. Оставили их в этой воде надолго, а затем высушили. Прежде мягкая и пористая бумага становится твердой и гладкой. Если мы измерим полоски, то обнаружим, что они уменьшились в размерах.
Испытаем прочность нашей «пергаментной бумаги » на разрыв. Для этого, отступив от края полоски на 0,5 см, согнем ее конец и наложим его на остальную часть. Так же загнем и другой конец. К укрепленным краям присоединим два зажима и закрепим полоску в штативе. В середине навесим на нее груз .
Необработанная бумага (полоска шириной 1 см из круглого фильтра) порвется скорее всего при нагрузке 450 г, тогда как проба, обработанная серной кислотой, выдержит нагрузку 1750 г. Для опытов взяли не слишком плотную бумагу. В промышленности для той же цели используют бумагу толщиной 0,1-0,2 мм.
С помощью направляющих роликов из стекла и резины ее в течение 5-20 секунд протягивают через ванну с 73%-ной серной кислотой. Благодаря специальному приспособлению, которое удерживает бумагу в растянутом состоянии, при этом предотвращается ее чрезмерная усадка.
Фибра-материал для изготовления чемоданов получается в результате обработки бумаги раствором хлорида цинка. "Пергаментированные" полосы бумаги наматываются на барабан, где слои ее спрессовываются. Полученный рулон разрезают на пластины, еще раз обрабатывают их водой и затем прессуют.
Для приготовления раствора хлорида цинка чуть-чуть разбавили концентрированную соляную кислоту. Будем добавлять к ней цинк до тех пор, пока кислота не перестанет с ним реагировать.

В раствор, который мы отделили декантацией от избыточного цинка, опустим на 5-10 минут фильтровальную бумагу. После этого тщательно промыли ее водой.

При этих процессах, которые называются пергаментированием , бумага очень сильно набухает. Длинные молекулы целлюлозы в результате частичного расщепления превращаются в так называемую гидроцеллюлозу , а при более продолжительной обработке - в продукт с еще более короткими цепями - амилоид .
В результате первоначально рыхлая волокнистая структура бумаги в значительной степени изменяется, и высушивание сопровождается усадкой.
При действии этановой (уксусной) кислоты и ее ангидрида целлюлоза превращается в растворимую форму - этанат (ацетат ) целлюлозы (Применяется также другое наименование - ацетилцеллюлоза ).
Последний используют для получения пластмасс, а из его растворов в органических растворителях изготовляют лаки, клеи, фото- и кинопленку, волокна. Целлон - материал, из которого делают негорючую пленку, - состоит из этаната целлюлозы и камфоры(прил.№2,рис.9).

11.Фенолоформальдегидные лаки и клеи

В маленьком химическом стакане осторожно нагрели на водяной бане 10 г фенола с 15 мл формалина и 0,5 мл 30%-ного раствора гидроксида натрия (едкого натра ). После длительного нагревания масса стала вязкой. Когда взятая стеклянной палочкой проба при охлаждении начала затвердевать, прекратили нагревание и часть полученной в стакане резольной смолы перенесли в пробирку, заполненную на одну треть денатуратом или метанолом.
При этом смола растворяется. Полученным раствором мы можем лакировать мелкие металлические предметы.
Чтобы лак не был липким, его понадобится еще отвердить. Для этого лакированный предмет осторожно нагревают не выше 160 °С - током воздуха, нагретого пламенем горелки, или в сушильном шкафу. Вполне подойдет и духовка кухонной плиты.
После обжига лак надежно пристает к металлу, он стоек по отношению к кислотам и щелочам, тверд, прочен на изгиб и к удару. Такие лаки во многих отраслях промышленности заменили старые природные лаки. Для лакировки деревянных изделий применяют самоотверждающиеся лаки.

Резольными фенолоформальдегидными смолами можно также склеивать дерево с деревом или с металлом. Сцепление получается очень прочным, и этот способ склеивания в настоящее время находит все более широкое применение, особенно в авиационной промышленности.

Изготовили снова вязкотекучую резольную смолу путем нагревания смеси фенола, формалина и раствора едкого натра. Этой смолой склеили две тонкие деревянные дощечки. Для этого одну из них намажем полученной смолой, а на другую нанесем концентрированную соляную кислоту.
Плотно прижмем дощечки друг к другу, подержим несколько минут в токе горячего воздуха или в сушильном шкафу и затем дадим остыть. Соляная кислота служит в этом опыте отвердителем и превращает смолу в резит. Дощечки склеиваются очень прочно.
В промышленности склеивание смолами на основе фенола применяется при изготовлении клееной фанеры и древесноволокнистых пластиков. Кроме того, такие смолы успешно используются для изготовления щеток и кистей, а в электротехнике ими отлично склеивают стекло с металлом в лампах накаливания, люминесцентных лампах и радиолампах(прил.№2, рис.10).

12.Изготовление пенопласта.

В большой пробирке растворили 3 г мочевины в как можно более концентрированном (40%-ном) формалине. В другой пробирке смешаем 0,5 мл шампуня с 2 каплями 20%-ной соляной кислоты, добавим раствор из первой пробирки и взболтаем полученную смесь до образования обильной пены.
Затем нагрели пробирку на слабом пламени. При этом пена затвердела. Подождем 10 минут, снова слегка нагреем пробирку, дадим ей остыть и затем разобьем.
Мы получим твердый белый пенопласт, правда с более крупными порами, чем у того, который производит промышленность(прил.№2,рис.11).

13.Изготовление мочевиноформальдегидной смолы.

Изготовление мочевиноформальдегидной смолы, в основном, не отличается от только что описанного опыта. Заполнили пробирку на одну треть насыщенным раствором мочевины в формалине, добавили 2 капли 20%-ной соляной кислоты и нагрели смесь на малом огне до кипения. Далее она кипит самопроизвольно, в конечном счете мутнеет и быстро загустевает, приобретая консистенцию резины.
Выдержали пробирку не менее 20 минут в кипящей водяной бане . При этом мочевиноформальдегидная смола отверждается. Разбив пробирку, мы извлечем из нее очень твердую массу - от прозрачной до почти белой.
Мочевиноформальдегидные пластики служат для изготовления товаров бытового назначения - посуды, рукояток, пуговиц, футляров и т. п. Если эти смолы получать в нейтральной среде, то конденсация останавливается на стадии резола. Полученная при этом сиропообразная масса растворима в воде. Этот раствор известен как синтетический карбамидный клей (В нашей стране клай марки К-17 и др.)(прил.№2, рис12).

14.Приготовим карбамидный клей

В круглодонной колбе, в которую вставлен обратный холодильник, на малом огне нагрели до кипения смесь 15 г мочевины, 25 г 30%-ного формалина и 3 капель концентрированного раствора едкого натра. Через 15 минут нагревание прекратили и посмотрели, стала ли масса вязкой. Это состояние было достигнуто, и мы разбавили ее очень малым количеством воды. Полученной массой густо намажем одну сторону деревянной дощечки, а другую дощечку пропитаем отвердителем.
Проведем три опыта: испытаем в качестве отвердителя соляную и метановую (муравьиную) кислоты, а также концентрированный раствор хлорида аммония. При использовании хлорида аммония клей не следует наносить слишком густым слоем. Хлорид аммония при нагревании разлагается, образуя хлористый водород и аммиак. Это приводит к появлению трещин и расклеивайте.
Образцы плотно сжали друг с другом. Склеивание длится 15-20 часов. Процесс можно ускорить - нагревать образцы не менее 30 минут при 80-100 °С. В лаборатории для этого лучше всего использовать сушильный шкаф. Карбамидный клей хорошо подходит для склеивания слоистой древесины, фанеры, фибры, изготовления моделей и т. п. Важнейшим свойством полученных клеевых соединений является их стойкость по отношению к холодной и горячей воде(прил.№2, рис.13).
Применение полимеров.

Полимеры в сельском хозяйстве

Сегодня можно говорить, по меньшей мере, о четырех основных направлениях использования полимерных ма­териалов в сельском хозяйстве. И в отечественной и в мировой практике первое место принадлежит пленкам. Благодаря применению мульчирующей перфорированной пленки на полях урожайность некоторых культур повы­шается до 30%, а сроки созревания ускоряются на 10-14 дней. Использование полиэтиленовой пленки для гид­роизоляции создаваемых водохранилищ обеспечивает существенное снижение потерь запасаемой влаги. Укры­тие пленкой сенажа, силоса, грубых кормов обеспечива­ет их лучшую сохранность даже в неблагоприятных по­годных условиях. Но главная область использования пленочных полимерных материалов в сельском хозяйст­ве - строительство и эксплуатация пленочных теплиц(прил.№1, рис.14). В настоящее время стало технически возможным выпу­скать полотнища пленки шириной до 16 м, а это позво­ляет строить пленочные теплицы шириной в основании до 7,5 и длиной до 200 м. В таких теплицах можно все сельскохозяйственные работы проводить механизирован­но; более того, эти теплицы позволяют выращивать про­дукцию круглогодично. В холодное время теплицы обо­греваются опять-таки с помощью полимерных труб, за­ложенных в почву на глубину 60-70 см.

С точки зрения химической структуры полимеров, используемых в тепличных хозяйствах такого рода, можно отметить преимущественное использование полиэтилена, не пластифицированного поливинилхлорида и в меньшей мере полиамидов. Полиэтиленовые пленки отличаются лучшей светопроницаемостью, лучшими прочностными свойствами, но худшей погодоустойчивостью и сравнительно высокими теплопотерями. Они могут исправно служить лишь 1-2 сезона. Полиамидные и другие пленки пока применяются сравнительно редко.

Другая область широкого применения полимерных материалов в сельском хозяйстве - мелиорация . Тут и разнообразные формы труб и шлангов для полива, особенно для самого прогрессивного в настоящее время капельного орошения; тут и перфорированные пластмассовые трубы для дренажа. Интересно отметить, что срок службы пластмассовых труб в системах дренажа, например, в республиках Прибалтики в 3-4 раза дольше, чем соответствующих керамических труб. Вдобавок использование пластмассовых труб(прил.№1,рис.15), особенно из гофрированного поливинилхлорида, позволяет почти полностью исключить ручной труд при прокладке дренажных систем.

Два остальных главных направления использования полимерных материалов в сельском хозяйстве - строительство, особенно животноводческих помещений, и машиностроение.